Что все-таки произошло на Саяно-Шушенской ГЭС?

В конце ноября главный инженер ОАО «Ленгидропроект» Борис Юркевич встретился с группой журналистов из Сибири и рассказал о том, что произошло 17 августа 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС с технической точки зрения. Представляем стенограмму его выступления:

Я коротко скажу про события 17 августа 2009 года. Это действительно многих интересует. И в открытой печати довольно трудно найти настоящее объяснение того, что произошло на Саяно-Шушенской ГЭС. Отчасти это, может быть, вызвано тем, что следствие еще не закончено. Только где-то в декабре месяце прокуратура должна выдать свое заключение. Тем не менее, поскольку мне довелось там быть членом всех комиссий — и Ростехнадзора, и парламентской — я все-таки рискну взять на себя смелость и объяснить, что там произошло, достаточно твердо. Уверен, что в конечном итоге так и будет записано во всех решениях всех комиссий.

Как вы знаете, Саяно-Шушенская ГЭС — это крупнейшая наша гидростанция. Это станция, на которой были внедрены все новейшие разработки, где была, я бы сказал, образцово налажена эксплуатация. И вот там, на этой станции, произошла авария. Ее иногда называют катастрофой, но строго говоря, по теории технических катастроф, она немножечко под такое определение не подпадает. У нас с вами нет картинок, но я попытаюсь объяснить на словах.

Основной узел любой гидростанции — это гидроагрегат. Гидроагрегат — та самая машина, которая преобразует энергию потока воды в электрическую энергию. Далее эта энергия преобразовывается в более высокое напряжение, распределяется, но главная цель гидроагрегата — преобразование энергии из одного вида в другой.

Как вы хорошо знаете, любое мощное энергетическое устройство — это всегда высокая концентрация энергии. Когда в малом объеме сосредоточено большое количество энергии. Это и в атомных реакторах, и на тепловых станциях, и на гидростанциях тоже. Хотя об этом мы раньше как-то забывали, потому что они у нас были такие безопасные, такие хорошие, что мы стали с ними общаться как с безобидными устройствами. И вот на этом мы прокололись.

В том месте, где находится сердце всего гидроагрегата — рабочее колесо турбины, давление воды на СШГЭС составляло порядка 220 метров. Плюс ко всему при работе гидроагрегатов возникают достаточно серьезные вибрации. Это и пульсация потока воды, это и вибрации, которые передаются на детали турбины, генератора — следствие высокой концентрации энергии. От этого никуда не уйти. Любой механизм, какой бы он ни был совершенный, какую-то часть энергии рассеивает.

В гидротурбине, также как и в любом другом устройстве, существуют определенные элементы, которые испытывают эти самые нагрузки, в том числе — нагрузки вибрационные. И вот в конструкции гидроагрегата № 2 (да и всех агрегатов, просто сказалось это на гидроагрегате № 2) есть элемент, который называется шпилькой крепления крышки турбины. Это те самые шпильки, которые воспринимают напор воды в 220 метров, существующий в камере рабочего колеса. Но воспринимают они его не как непосредственно статическую нагрузку, на это накладывается еще и вибрация.

Когда возникает вибрация, то элементы конструкции, которые ее воспринимают, имеют такое свойство — уставать. Как человек, так и металл. В металле появляются трещины, дефекты, изменяется структура, которая в конечном итоге всегда ведет к ослаблению его прочности. Так случилось, что именно этот второй агрегат длительное время работал с повышенными вибрационными нагрузками. В течение семи лет он эксплуатировался с другим рабочим колесом — временным, — которое предназначено было для работы при пониженных напорах и, вообще говоря, было ниже по качеству.

К этому относились довольно просто, считали — да оно все равно временное, через год-два его снимем и выбросим. Но — неумолимые законы природы вели к тому, что вот эти элементы, о которых мы говорим, потихоньку приходили в негодность. В дальнейшем, когда поставили штатное колесо, конечно, нагрузки уменьшились, но процессы эти шли и шли постепенно. Шли много лет. И наконец, 17 августа 2009 года, они пришли к логическому концу. Прочность этих элементов оказалась меньше, чем приложенные к ним нагрузки.

Здесь произошло все от обратного. Не нагрузки превысили несущую способность элементов крепления, а наоборот — несущая способность снизилась до уровня ниже нагрузок. Поэтому там не было, как многие пишут, гидроударов и запредельных сил, нет. Опасность пришла с другой стороны — уменьшилась несущая способность вот этих вот элементов. Как только она уменьшилась ниже нагрузок, сразу же в помещение стала поступать вода, агрегат начал потихоньку подниматься, и когда он поднялся на такую высоту, что подшипники уже не могли удержать его в вертикальном положении, он стал как волчок… если помните, у кого в детстве была такая игрушка, когда волчок заканчивает свой цикл движения, то начинает падать и задевать все, что находится вокруг. Примерно так все и произошло на СШГЭС.

Огромная масса — около полутора тысяч тонн — начала вращаться с рецессией верхнего конца оси, разбила все, что находилось вокруг, обрушила перекрытия и одновременно с этим в здание ГЭС стала поступать вода — под большим напором, в большом количестве. Буквально за секунду были уничтожены все системы защит — я говорил, что авария произошла не из-за того, что были какие-то сверхнормативные нагрузки, а из-за того, что прочность снизилась. Все системы автоматики были настроены как раз на то, что если будут какие-то высокие нагрузки, если агрегат начнет раскручиваться… они должны были сработать и все остановить. Но произошло все в абсолютно штатном режиме. Ехал автомобиль, ни ямки, ничего. Потом раз и развалился. Так и здесь произошло. Поэтому все системы были смыты в течение секунды потоком воды, все шкафы, все элементы автоматики АСУ ТП были просто физически уничтожены…

Система управления агрегатом сделала все, что могла, но сделать она много не могла, потому что пошла вода, которая все смела. Примерно за секунд 8-10 вода дошла до крайнего агрегата последнего, и фактически была уничтожена вся станция. Поскольку на таких объектах предусмотрены различные способы предотвращения аварии, перекрытия воды, но удалось это сделать только через несколько часов, вручную на гребне плотины. Были сброшены затворы, которые прекратили доступ воды в машинный зал. Электричество появилось только тогда, когда появилось там МЧС.

Вот, к сожалению, такое событие произошло. Хотим мы этого или нет, но мы должны были каким-то образом учесть его последствия, чтобы в дальнейшем подобного рода событий не появлялось. У нас разработан проект восстановления СШГЭС. Прошло чуть больше года, введено в строй три агрегата, еще один агрегат будет пущен в декабре. Это позволит нам в этом году обойтись без сбросов воды зимой, потому что оказалось, что у станции очень тяжелый режим пропуска расходов через водосброс, который никогда не предназначался для работы зимой. Зимой задача ГЭС — копить воду, чтобы весной, во время прохождения паводка дать максимум электроэнергии, обеспечить максимальную эффективность. Здесь же приходилось воду сбрасывать. Образовались огромные наледи, потому что вода пылит, падая с большой высоты.

Образовались гигантской высоты и красоты сталактиты, но от красоты этой радости было мало, потому что мы боялись, что при обрушении они могут повредить строительные конструкции или привести к последствиям, которых мы и не могли предсказать. Тем не менее, все прошло успешно. В апреле все айсберги растаяли, здание ГЭС всю зиму работало в тепле. Этот год будет гораздо легче — сбрасывать воду зимой у нас нет необходимости.

Проект, который мы сделали, сейчас находится на государственной экспертизе. Там предусматривается, что на станции будут установлены уже новые агрегаты. Если первые четыре — это агрегаты примерно того же типа, что и были раньше, то следующие шесть будут уже достаточно серьезно отличаться. Позднее эти четыре тоже будут заменены на новые. Там будет предусмотрено все мыслимое и немыслимое для предотвращения не только именно этой аварии, но и аварий такого рода.

Уже сейчас на этих агрегатах установлены системы контроля наличия воды в шахте турбины. Если бы эти датчики стояли тогда, они бы вызвали опускание или падение аварийно-ремонтных затворов вверху, сработали бы не от превышения скорости, которого не было, а от наличия воды в шахте турбины. Вообще, перечень того, что сделано очень большой, если хотите — я могу говорить, но это займет часа три. Я скажу основное.

Большой ущерб был нанесен в результате того, что на гидротурбинах, которые были затоплены (не тот второй, на котором все произошло, а следующие), на большинстве из них не удалось быстро прекратить доступ воды к турбине, и агрегаты продолжали вращаться с разгонными оборотами. Они были затоплены водой и одновременно с этим вращались — с огромной частотой вращения. Системы автоматики были уничтожены и не смогли их закрыть быстро. Сегодня эта ситуация полностью исключена. Сегодня в систему автоматики внесены изменения, которые позволят закрыть направляющие аппараты не только при полном пропадании электроэнергии: даже если они будут полностью затоплены, то все равно закроются.

Предсумотрены системы виброконтроля. Об этом тоже много говорилось и писалось, что вот эти вибрации можно было бы вовремя выявить, если бы на станции существовала бы система контроля вибраций. Сегодня на этих шпильках, прямо на них, установлены специальные датчики, которые непрерывно дают показания. И это — на всех агрегатах.

Применены новые системы автоматики и сделана, безусловно, надежно работающая система электроснабжения наверху, где водозаборы, поставлены дизельные станции, которые в любом случае сработают и не придется ломами вышибать там механизмы и сбрасывать затворы.

Разработаны и внедрены системы видеонаблюдения, технического телевидения: во всех помещениях, в которых может что-то произойти, поставлены камеры видеонаблюдения. Все выводится на пульт дежурному. Оборудование — наиболее ответственное — то, которое отвечало за безопасность, вынесено на отметки, в помещения, где ему не грозит такого рода поток воды, который имел место. Оно обеспечено многократным резервированным электроснабжением и, безусловно, система уже сработает безотказно.

Это основное. Есть много изменений, которые уже внесены в проект. Возможно, экспертиза покажет еще что-то. Мы это учтем. Поэтому сегодня можно говорить о том, что такого рода аварии уже невозможны.

Предотвращение подобных аварий и катастроф — задача во многом системная. Для ее решения должны быть задействованы все средства — не только технические, но и организационные. Должны быть произведены научные программы, реорганизация всех структур, которые каким-то образом причастны к созданию и эксплуатации наших объектов. Шпильки шпильками, но в обществе, где человек чувствует себя в безопасности, должны существовать некоторые барьеры, которые не допустили бы такой ситуации.

Подготовила Елена Шкарубо